Будет ли вертикальный стабилизатор, выступающий как выше, так и ниже центральной линии, преимуществом или помехой?

Пока вертикальная поверхность хвостового оперения находится над средней линией (точнее, над продольной осью инерции — пока мы можем предположить, что обе падают вместе), любая боковая сила также будет создавать момент качения. Это нежелательно, потому что теперь команда рыскания будет создавать не только предполагаемый момент рыскания, но и момент качения.

Если вы хотите рыскать, чтобы развернуться, вертикальное оперение над центральной линией даже повернет самолет в неправильном направлении, поэтому вам потребуется более скоординированное управление элеронами, чем с симметричным вертикальным оперением.

Итак, краткий ответ на ваш вопрос: Терри прав: удлинение вертикального оперения внизу — явное преимущество.

Это видно по широкому использованию подфюзеляжных килей на боевых самолетах. Добавление площади ниже осевой линии помогает уменьшить вклад вертикального оперения в боковое скольжение, что улучшает характеристики управляемости (большая курсовая устойчивость и меньший крен, вызванный рысканием). См. рисунок ниже (бессовестно взятый из книги Рэя Уитфорда "Основы проектирования истребителей") для примера, где эффекты дополнительной вертикальной площади оперения сравниваются с эффектами подфюзеляжного киля той же площади.

На сверхзвуковых скоростях подфюзеляжный киль с малым удлинением вносит почти постоянный вклад в курсовую устойчивость, тогда как крыловидное вертикальное оперение теряет эффективность пропорционально фактору Прандтля-Глауэрта.$\frac{1}{\sqrt{Ma^2-1}}$. Небольшой подфюзеляжный киль F-104 повысил курсовую устойчивость на 30% на скорости 2 Маха.

На больших углах атаки вертикальное оперение находится в кильватере фюзеляжа, где плотность воздуха значительно ниже, чем на днище на сверхзвуковой скорости, что снижает местное динамическое давление и, следовательно, эффективность. Тогда подфюзеляжный киль находится в идеальных условиях потока, поэтому он может помочь стабилизировать самолет на больших углах атаки, как раз тогда, когда вклад фюзеляжа в нестабильность наибольший.

Не предлагать это как ответ, а как второстепенный фактор, который может быть рассмотрен. Когда вертикальный удар находится выше центра тяжести самолета, его сопротивление вызывает небольшое усилие увеличения тангажа, помогающее рулю высоты в обеспечении силы увеличения тангажа, необходимой для противодействия типичной тенденции к снижению тангажа из-за того, что центр тяжести находится прямо перед центром крыла. лифта. Если вы поместите половину вертикального удара ниже ЦТ самолета, вы аннулируете это небольшое преимущество и заставите руль высоты выполнить всю компенсацию самостоятельно, тем самым добавив дополнительное (хотя и небольшое) сопротивление.

Вектор сопротивления горизонтального штыря в конфигурации с Т-образным хвостовым оперением также немного помогает в этом отношении, и если вы поместите половину вертикали ниже осевой линии на самолете с Т-образным хвостовым оперением, опущенное горизонтальное плечо вектора сопротивления уменьшит прилагаемую силу тангажа. на его сопротивление, и вы получите небольшое общее увеличение сопротивления из-за дополнительной нагрузки лифта.